(57)【要約】【課題】揮発性有機化合物で汚染された土壌を、水と反応して発熱する発熱物質ではなく、しかも低コストの物質によって、その発熱反応により連続して汚染物質を揮発排出させ、浄化を図る汚染土壌の浄化工法を提供する。【解決手段】水以外の無機物（Ａ）およびその無機物（Ａ）と発熱反応する他の無機物または有機物（Ｂ）である複数の物質を用意し、それら複数の物質（Ａ、Ｂ）を発熱反応に合わせた最適量となるようにそれぞれ計量する工程と、それぞれ計量されたそれら複数の物質（Ａ、Ｂ）を浄化する汚染土壌（Ｄ）に添加し混練する工程と、その混練された土壌（Ｅ）を発熱状態で所定時間保持し揮発性汚染物（Ｆ）を揮発させて排除する工程とを有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性汚染物によって汚染された土壌を浄化する汚染土壌浄化工法において、水以外の無機物およびその無機物と発熱反応する他の無機物または有機物である複数の物質を用意し、それら複数の物質をその発熱反応に合わせた最適量となるようにそれぞれ計量する工程と、それぞれ計量されたそれら複数の物質を浄化する汚染土壌に添加し混練する工程と、その混練された土壌を発熱状態で所定時間保持し揮発性汚染物を揮発させて排除する工程、とを有していることを特徴とする汚染土壌浄化工法。
【請求項２】
前記発熱反応をする物質（Ｂ）の反応活性を高めるための助剤（Ｓ）を添加する工程を有している請求項１の汚染土壌浄化工法。
【請求項３】
前記揮発性汚染物を揮発させて排除する工程は減圧された密閉空間で行われる請求項１の汚染土壌浄化工法。
【請求項４】
前記水以外の無機物は過酸化水素であり、前記発熱反応する他の無機物または有機物は鉄であり、前記汚染土壌に添加し混練する工程では、粉状の鉄を汚染土壌に添加して混練した後に、当該汚染土壌に過酸化水素を添加して撹拌し、前記揮発性汚染物を揮発させて排除する工程では、過酸化水素の分解による分解熱と、過酸化水素の分解により生成した酸素により粉状の鉄が酸化する時の酸化熱とにより、揮発性汚染物を揮発させる請求項１、２の何れか１項の汚染土壌浄化工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばベンゼン、トリクロロエチレンなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）で汚染された土壌を浄化する汚染土壌浄化工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばトリクロロエチレン等の揮発性有機化合物を含む揮発性汚染物で汚染された土壌の浄化工法としては、汚染土壌に水と発熱反応する無機化合物を混合して有害物質を揮発させ、除去する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
より具体的に、この方法では、生石灰と土中の水との発熱によって沸点９０℃位の汚染物質を４０℃〜９０℃で揮発させ、その汚染物質を捕捉して浄化を行っているもので、ｐＨが上昇するなどの問題点を含んでいる。
【０００４】
また、本出願人は、汚染領域に注入孔と曝気井とを穿削し、その注入孔から浄化剤を汚染領域に噴射して汚染物質を揮発排出する技術を開示している（特許文献２参照）。
【０００５】
さらに本出願人は、土壌と薬剤それぞれの供給装置、混合装置、および排出装置よりなる土壌処理システムを用い、有害物質を含む土塊を粉砕して薬剤を混練させ、土壌中の有害物質を揮発除去する技術を提案している（特許文献３参照）。
この技術は有効であるが、混練する物質が例えば生石灰であれば前記のようにｐＨ上昇の問題があり、またその混練物質等のコスト高の問題もある。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３１９２０７８号公報
【特許文献２】
特許第２５８９００２号公報
【特許文献３】
特開２０００−３３４４３７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、揮発性有機化合物で汚染された土壌を、前記の水と反応して発熱する発熱物質ではなく、しかも低コストの物質によって、その発熱反応により連続して汚染物質を揮発排出させ、土壌の浄化を図る汚染土壌浄化工法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、揮発性汚染物によって汚染された汚染土壌の浄化工法において、水以外の無機物（Ａ：例えば、過酸化水素）およびその無機物と発熱反応する他の無機物または有機物（Ｂ：例えば、鉄）である複数の物質を用意し、それら複数の物質（Ａ、Ｂ）をその発熱反応に合わせた最適量となるようにそれぞれ計量する工程と、それぞれ計量されたそれら複数の物質（Ａ、Ｂ）を浄化する汚染土壌（Ｄ）に添加し混練する工程と、その混練された土壌（Ｅ）を発熱状態で所定時間保持し揮発性汚染物（Ｆ）を揮発させて排除する工程と、を有していることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
なお、上記発熱反応をする物質（Ａ、Ｂ）としては、例えば、「過酸化水素と重金属（例えば鉄粉）」が好ましい。
ここで、発熱反応をする複数の物質（Ａ、Ｂ）を（同一の容器に）予め混合してから汚染土壌（Ｄ）に投入しても、あるいは、別々に汚染土壌（Ｄ）に投入するようにしても、何れであっても良い。
そして、多量の発熱物質の添加で発熱量が過大となる場合（過発熱現象の恐れがある場合）には、上記発熱反応をする物質（Ａ、Ｂ）を同一の容器で予め混合するのではなく、その投入の段階あるいは保持時間を変えて、発熱を抑制するのがよい。
【００１０】
上述した構成を具備する本発明によれば、発熱反応をする物質（Ａ、Ｂ）、例えば、「過酸化水素と重金属（例えば鉄粉）」或いは「過酸化水素と活性炭」等、を汚染された土壌に混合することにより、当該発熱反応をする物質（Ａ、Ｂ）同士が発熱反応を生じ、その際に発生する熱量により、当該汚染された土壌は加熱される。加熱される結果、当該汚染土壌に混入している揮発性の汚染物質が揮発し、土壌から離脱して、汚染土壌の浄化が為されるのである。
【００１１】
本発明において、前記発熱反応をする物質（Ｂ）の反応活性を高めるための助剤（Ｓ）を添加する工程を有しているのが好ましい（請求項２）。
例えば、前記発熱反応をする物質（Ｂ）が鉄粉である場合は、前記助剤（Ｓ）として塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、硫酸ナトリウム、炭酸カルシウム等を用いることが可能である。
例えば上述した発熱反応をする物質（Ａ、Ｂ）が過酸化水素と鉄の場合、鉄の酸化熱を一気に発生させるのが難しく、揮発性の汚染物質が揮発するのに充分な熱量が発生しない場合が存在する。その様な場合に、助剤（Ｓ）を添加して、揮発性の汚染物質が揮発するのに充分な熱量を発生させるのである。
【００１２】
また、本発明において、前記揮発性汚染物を揮発させて排除する工程は減圧された密閉空間で行われるのが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この様に構成すれば、揮発性汚染物を揮発させて排除する工程を、通常の大気圧よりも減圧された密閉空間（例えば、密閉された揮発室等）で行うことにより、沸点が低下して、さらに揮発性が加速される。
【００１４】
さらに本発明の汚染土壌浄化工法では、前記水以外の無機物は過酸化水素であり、前記発熱反応する他の無機物または有機物は鉄であり、前記汚染土壌に添加し混練する工程では、粉状の鉄を汚染土壌に添加して混練した後に、当該汚染土壌に過酸化水素を添加して撹拌し、前記揮発性汚染物を揮発させて排除する工程では、過酸化水素の分解による分解熱と、過酸化水素の分解により生成した酸素により粉状の鉄が酸化する時の酸化熱とにより、揮発性汚染物を揮発させるのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
係る構成を採用すれば、過酸化水素の分解による分解熱と、過酸化水素の分解により生成した酸素により粉状の鉄が酸化する時の酸化熱との相乗効果が期待出来るので、汚染物質がより一層効率的に揮発・除去される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１には、本発明の浄化工法を、その発熱反応する物質として過酸化水素および鉄粉を用いて実施する場合について、使用される各装置の構成を示している。
【００１７】
図において、符号１および２は、それぞれ過酸化水素Ａおよび鉄粉Ｂの貯留タンクを示し、具体的には図示されていないポンプやエアーなどの搬送手段によってそれぞれ計量槽３および４に搬送されるように構成されている。そして、両計量槽３および４からは、共に混練手段５ａを有する反応槽５に搬送されるようになっている。ここで、状況に応じて、鉄粉Ｂの反応活性を高めるための助剤Ｓを添加する。
さらにその反応槽５からは、過酸化水素Ａおよび鉄粉Ｂが混練された発熱体Ｃが後記する連続式の土壌粉砕機６に搬送されるように構成されている。
【００１８】
その連続式の土壌粉砕機６には、その一端（図の左方）に原材料ホッパ６ａが設けられており、その中に粉砕される汚染土壌（土塊）Ｄが投入されている。そして、そのホッパ６ａ内の汚染土壌Ｄを掻き出す掻き出しロータ６ｂが設けられ、掻き出された汚染土壌（土塊）Ｄの破砕手段としてソイルカッタ６ｃおよび大型ロータリーハンマ６ｄが設けられている。
【００１９】
また、破砕された土壌を搬出するベルトコンベア６ｅが設けられ、そのベルトコンベア６ｅの先端にはアフターカッタ６ｆが設けられており、さらに粉砕すると共に、前記反応槽５からの発熱体Ｃを混練して搬出するように構成されている。
【００２０】
土壌破砕機６からの土壌Ｅの搬出先は、密閉された揮発室１０内になっており、その揮発室１０には、揮発ガスＦを吸引して有機化合物を活性炭等で吸着し、浄化したガスを排出する処理装置１１が設けられている。
状況に応じて、この密閉された揮発室１０を、吸引ポンプ１４により、通常の大気圧よりも減圧させることにより、沸点を低下せしめて、当該揮発室１０における揮発効果を向上させておくことが出来る。
【００２１】
次に、この実施形態における浄化処理方法の態様について説明する。
貯留タンク１、２から過酸化水素Ａおよび鉄粉Ｂがそれぞれ計量槽３および４に搬送され、発熱反応に合わせた最適量となるようにそれぞれ計量される。そして、計量槽３および４で計量された過酸化水素Ａおよび鉄粉Ｂは、反応槽５に投入されて混練される。ここで、状況に応じて、鉄粉Ｂの反応活性を高めるための助剤Ｓを添加する。
こうして反応槽５で混合された（過酸化水素Ａと鉄粉Ｂとの混合物である）発熱体Ｃは、反応が始まるまでの所定時間、そのまま保持される。
【００２２】
一方、連続式の土壌粉砕機６においては、例えばバックホー等で汚染土壌Ｄが掘削されてホッパ６ａに投入され、破砕手段６ｃ、６ｄで破砕されてコンベア６ｅで搬送される。
そして、前記の発熱の始まった発熱体Ｃは、ポンプやエアー圧送などによって土壌粉砕機６の搬出側に供給され、汚染土壌Ｄに対して所定量の投入添加が行われる。
【００２３】
こうして土壌粉砕機６において粉砕された汚染土壌Ｄと発熱体Ｃとが混練され、その混合土壌Ｅは無人の揮発室１０内に搬出され、一定量の土の山状を形成して保持される。
この無人の揮発室１０は、状況に応じて、通常の大気圧よりも減圧しておく。
【００２４】
このように山積みされた混合土壌Ｅは、反応熱の発生状態で一定期間保持されてその間に揮発性有機化合物（ＶＯＣ）Ｆは揮発し、土壌Ｅから排除される。そして、揮発した有機化合物Ｆはブロワー等による送気によって処理装置１１に送られ、活性炭等で吸着処理される。
このようにして汚染物質が揮発し浄化された土壌は、揮発室１０から搬出される。
【００２５】
上記実施形態では、過酸化水素Ａと鉄粉Ｂとを反応槽５において混練し、その発熱体Ｃを土壌破砕機６のコンベア６ｅの先端部に投入する例を示したが、発熱体Ｃの投入位置をホッパ６ａまたは破砕手段６ｃ、６ｄの上流に投入するようにしてもよい。
また、図２を参照して後述する実施形態の様に、反応槽５を用いず土壌破砕機６において過酸化水素Ａと鉄粉Ｂとを混練するようにしても良い。
【００２６】
図２に示す実施形態は、計量槽４で計量された鉄粉Ｂを土壌破砕機６のホッパ６ａに投入して汚染土壌Ｄと混練しており、さらにコンベア６ｅ先端部に計量槽３で計量した過酸化水素Ａを投入してアフターカッタ６ｆで混練している例である。
図１の実施形態においては、過酸化水素Ａと鉄粉Ｂとは、反応槽５において混練されてから（発熱体Ｃとして）汚染土壌Ｄに混練されている。これに対して、図２の実施形態では、過酸化水素Ａと鉄粉Ｂとは、汚染土壌Ｄに直接混合され、汚染土壌Ｄへ混合する以前の段階で両者が混合されることは無い。
ここで、助剤Ｓと鉄粉Ｂとは、直接混練することも出来る。
その他の構成および作用については、図１の前記実施形態と同様である。
【００２７】
図２の実施形態においても、鉄粉Ｂの投入を破砕手段６ｃ、６ｄの上流にしても良く、また、鉄粉Ｂと過酸化水素Ａとの投入位置を入れ替えても良い。
【００２８】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以下に列挙する作用効果を奏する。
（１）  浄化された土壌は、中性に近いｐＨとなり、環境に対する問題発生の恐れが少ない。また、回収された揮発性汚染物は再生することもできる。
（２）  連続式の土壌破砕機を利用することで土壌浄化作業は連続して行うことができ効率がよい。
（３）  適切な時間設定によって反応時間を管理し、発熱現象（温度）を制御することで、汚染物質の揮発排出を効率良く行え、かつ高精度の浄化が行える。また、その他各種の発熱反応物質を用いた施工にも対応可能である。
（４）  揮発性汚染物の回収を密閉された揮発室で行うので、有害物質が外部に漏れ出すことによる環境への悪影響が少ない。
（５）  揮発室内を吸引ポンプ等で減圧させることにより、沸点を低下させ、揮発効果を向上して、効率良い浄化工を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の汚染土壌浄化工法の一実施形態における構成及び工程を説明する図。
【図２】本発明の別の実施形態における構成及び工程を説明する図。
【符号の説明】
１・・・過酸化水素貯留タンク
２・・・鉄粉貯留タンク
３・・・過酸化水素計量槽
４・・・鉄粉計量槽
５・・・反応槽
６・・・土壌粉砕機
１０・・・揮発室
１１・・・処理装置
１４・・・吸引ポンプ
Ａ・・・過酸化水素
Ｂ・・・鉄粉
Ｄ・・・汚染土
Ｆ・・・揮発性有機物ガス
【図１】
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【図２】
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